一种智能化基于网络技术的矿井勘测防护系统技术方案

本发明专利技术公开的属于矿井勘测技术领域，具体为一种智能化基于网络技术的矿井勘测防护系统，包括传感器节点、服务器和上位机，所述传感器节点的输出端通过网络与服务器连接，所述服务器的输出端通过网络与上位机连接，所述传感器节点设置n组，n组传感器节点之间构成传感网络，所述服务器起到中转的作用，接收传感器节点的数字信号并输出至上位机，采用无线采集传输的方式，占用空间小，便于安排布置；维护较为方便，不会出现传输线折断的现象，使用寿命较久；集成摄像头，在气体浓度传感的同时能够采集图像信息，用于辅助内部环境的探测；通过局域互联的采集方式，能够分散采集和集中处理。

【技术实现步骤摘要】
一种智能化基于网络技术的矿井勘测防护系统
本专利技术涉及矿井勘测
，具体为一种智能化基于网络技术的矿井勘测防护系统。
技术介绍
我国的矿井灾难发生概率较高，瓦斯爆炸是引发矿难的主要原因之一，在矿井安全中，瓦斯浓度是一项非常重要的指标，因此只有对矿井中的瓦斯浓度以及温度和湿度等环境信息及时的掌握，才能保证矿井的工作环境的安全。目前多数的矿井安全检测系统采用有线的方式进行数据采集，这样布线麻烦，安装和维护的成本较高，需要改进，例如中国专利公开号为CN107832646A提出的一种基于RFID的矿井安全监测装置、系统及方法，该方法在矿井地下出口处及矿井中布设若干数量的监测装置，在矿车上设置RFID标签，在矿井中安装若干数量的安全门；驱动设备驱动矿车从监测装置矿井地下出口的监测装置经过，获取矿车的重量数据信息；矿车经过矿井中的监测装置，矿井中的监测装置通过射频读写模块读取矿车上的RFID标签信息，射频读写模块将编码信息传输到微处理器；跑车分析模块对微处理器获取的编码信息与轨迹预测的编码进行分析，判断是否发生跑车事故。其机理也是基于无线采集的方式进行数据传输，但是其不具有节点之间相互建立联系的功能，缺少互联的功能，容易造成测试失联的情况，为此，我们提出了一种智能化基于网络技术的矿井勘测防护系统。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种智能化基于网络技术的矿井勘测防护系统，以解决上述
技术介绍
中提出的目前多数的矿井安全检测系统采用有线的方式进行数据采集，这样布线麻烦，安装和维护的成本较高，且不具有节点之间相互建立联系的功能，缺少互联的功能，容易造成测试失联的情况的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种智能化基于网络技术的矿井勘测防护系统，包括传感器节点、服务器和上位机，所述传感器节点的输出端通过网络与服务器连接，所述服务器的输出端通过网络与上位机连接；所述传感器节点设置n组，n组传感器节点之间构成传感网络，n组传感器节点分成m组单元线传感器组，每组单元线传感器组包括h个传感器节点，单元线传感器组之间相互建立网络传输联系，所述传感器节点包括传感单元、处理单元、无线收发单元和电源单元，所述传感单元包括温湿度传感单元、瓦斯浓度传感单元和粉尘传感单元，所述传感单元的传输端口通过数据线与处理单元连接，所述处理单元的传输端口通过数据线与无线收发单元连接，所述电源单元的电能输出端通过导线分别与传感单元、处理单元、无线收发单元的电能输入端连接，所述传感单元采集数据并转换为数字信号，将数字信号传输至处理单元分析处理，并通过无线收发单元将数字信号输出至服务器；所述服务器起到中转的作用，接收传感器节点的数字信号并输出至上位机；所述上位机包括信息采集模块、信息传输模块和上位机监控模块，所述信息采集模块的输出端通过数据线与信息传输模块连接，所述信息传输模块的输出端通过数据线与上位机监控模块连接，所述信息采集模块接收服务器传输的数字信号通过信息传输模块传输至上位机监控模块。优选的，所述传感单元包括传感器和A/D转换器，所述传感器将采集的信息通过A/D转换器转换为数字信号。优选的，所述传感器包括温湿度传感器、瓦斯浓度传感器和粉尘传感器。优选的，所述处理单元包括处理器和存储器，所述存储器内存储温湿度安全值域、瓦斯浓度安全值域和粉尘传浓度安全值域。优选的，所述无线收发单元满足ZigBee协议或者WiFi协议。优选的，所述电源单元的输出电压为3.3V。优选的，所述上位机为联网的PC端或者移动控制端。优选的，所述传感器节点上集成红外摄像头，且红外摄像头的传输端口与处理单元连接。优选的，所述上位机为联网的PC端。优选的，所述红外摄像头为电驱动旋转式多角度红外摄像头。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：(1)采用无线采集传输的方式，占用空间小，便于安排布置；(2)维护较为方便，不会出现传输线折断的现象，使用寿命较久；(3)集成摄像头，在气体浓度传感的同时能够采集图像信息，用于辅助内部环境的探测；(4)通过局域互联的采集方式，能够分散采集和集中处理。附图说明图1为本专利技术的系统原理框图；图2为本专利技术传感器节点的系统原理框图；图3为本专利技术上位机的系统原理框图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1-3，本专利技术提供一种技术方案：一种智能化基于网络技术的矿井勘测防护系统，包括传感器节点、服务器和上位机，所述传感器节点的输出端通过网络与服务器连接，所述服务器的输出端通过网络与上位机连接；所述传感器节点设置n组，n组传感器节点之间构成传感网络，n组传感器节点分成m组单元线传感器组，每组单元线传感器组包括h个传感器节点，单元线传感器组之间相互建立网络传输联系，所述传感器节点包括传感单元、处理单元、无线收发单元和电源单元，所述传感单元包括温湿度传感单元、瓦斯浓度传感单元和粉尘传感单元，所述传感单元的传输端口通过数据线与处理单元连接，所述处理单元的传输端口通过数据线与无线收发单元连接，所述电源单元的电能输出端通过导线分别与传感单元、处理单元、无线收发单元的电能输入端连接，所述传感单元采集数据并转换为数字信号，将数字信号传输至处理单元分析处理，并通过无线收发单元将数字信号输出至服务器；所述服务器起到中转的作用，接收传感器节点的数字信号并输出至上位机；所述上位机包括信息采集模块、信息传输模块和上位机监控模块，所述信息采集模块的输出端通过数据线与信息传输模块连接，所述信息传输模块的输出端通过数据线与上位机监控模块连接，所述信息采集模块接收服务器传输的数字信号通过信息传输模块传输至上位机监控模块。其中，所述传感单元包括传感器和A/D转换器，所述传感器将采集的信息通过A/D转换器转换为数字信号，通过转换为数字信号能够直接被识别；所述传感器包括温湿度传感器、瓦斯浓度传感器和粉尘传感器，通过温湿度传感器、瓦斯浓度传感器和粉尘传感器能够对温度、湿度、瓦斯浓度和粉尘浓度进行相对应的数值测量；所述处理单元包括处理器和存储器，所述存储器内存储温湿度安全值域、瓦斯浓度安全值域和粉尘传浓度安全值域，温湿度安全值域、瓦斯浓度安全值域和粉尘传浓度安全值域作为判断测量的温度、湿度、瓦斯浓度和粉尘浓度的值是否超出设定范围；所述无线收发单元满足ZigBee协议或者WiFi协议，本方案采用ZigBee协议，ZigBee无线网络具有信号强度高，传输范围广，使用较为简单的优点；所述电源单元的输出电压为3.3V；所述上位机为联网的PC端或者移动控制端；所述传感器节点上集成红外摄像头，且红外摄像头的传输端口与处理单元连接；所述上位机为联网的PC端；所述红外摄像头为电驱动旋转式多角度红外摄像头，能够扩展拍摄角度，获取较多的图像信息。实施例：处理单元采用MSP430系列的芯片，温湿度传感单元的量程为-45C～65C，瓦斯浓度传感单元的量程为0-3％，粉尘传感单元0.1-800mg/m3，无线收发单元采用CC2430无线射频芯片，电源单元上集成微型变压器，将输入电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能化基于网络技术的矿井勘测防护系统，包括传感器节点、服务器和上位机，其特征在于：所述传感器节点的输出端通过网络与服务器连接，所述服务器的输出端通过网络与上位机连接；所述传感器节点设置n组，n组传感器节点之间构成传感网络，n组传感器节点分成m组单元线传感器组，每组单元线传感器组包括h个传感器节点，单元线传感器组之间相互建立网络传输联系，所述传感器节点包括传感单元、处理单元、无线收发单元和电源单元，所述传感单元包括温湿度传感单元、瓦斯浓度传感单元和粉尘传感单元，所述传感单元的传输端口通过数据线与处理单元连接，所述处理单元的传输端口通过数据线与无线收发单元连接，所述电源单元的电能输出端通过导线分别与传感单元、处理单元、无线收发单元的电能输入端连接，所述传感单元采集数据并转换为数字信号，将数字信号传输至处理单元分析处理，并且通过无线收发单元将数字信号输出至服务器；所述服务器起到中转的作用，接收传感器节点的数字信号并输出至上位机；所述上位机包括信息采集模块、信息传输模块和上位机监控模块，所述信息采集模块的输出端通过数据线与信息传输模块连接，所述信息传输模块的输出端通过数据线与上位机监控模块连接，所述信息采集模块接收服务器传输的数字信号通过信息传输模块传输至上位机监控模块。...

【技术特征摘要】
1.一种智能化基于网络技术的矿井勘测防护系统，包括传感器节点、服务器和上位机，其特征在于：所述传感器节点的输出端通过网络与服务器连接，所述服务器的输出端通过网络与上位机连接；所述传感器节点设置n组，n组传感器节点之间构成传感网络，n组传感器节点分成m组单元线传感器组，每组单元线传感器组包括h个传感器节点，单元线传感器组之间相互建立网络传输联系，所述传感器节点包括传感单元、处理单元、无线收发单元和电源单元，所述传感单元包括温湿度传感单元、瓦斯浓度传感单元和粉尘传感单元，所述传感单元的传输端口通过数据线与处理单元连接，所述处理单元的传输端口通过数据线与无线收发单元连接，所述电源单元的电能输出端通过导线分别与传感单元、处理单元、无线收发单元的电能输入端连接，所述传感单元采集数据并转换为数字信号，将数字信号传输至处理单元分析处理，并且通过无线收发单元将数字信号输出至服务器；所述服务器起到中转的作用，接收传感器节点的数字信号并输出至上位机；所述上位机包括信息采集模块、信息传输模块和上位机监控模块，所述信息采集模块的输出端通过数据线与信息传输模块连接，所述信息传输模块的输出端通过数据线与上位机监控模块连接，所述信息采集模块接收服务器传输的数字信号通过信息传输模块传输至上位机监控模块。2.根据权利要求1所述的一种智能化基于网络技术的矿井勘测防护系统，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓瑞，
申请(专利权)人：长江大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42